粒状活性炭およびバイオ炭へのパーフルオロアルキル化物質（PFASS）の収着

PerfluoroalkylおよびPolyfluoroalkyl Substances（PFASS）は、潜在的な生態毒性効果により、増加する懸念を集めています。PFASの収着、すなわち、パーフルオロオクタン酸（PFOA）、パーフルオロオクタンスルホン酸（PFOS）、パーフルオロブタン酸（PFBA）およびパーフルオロブタンスルホン酸（PFB）（PFB）（GAC）およびソフトウッド由来のバイオチャーチャーチが研究されました。GAC上のPFASSの収着平衡は3〜24時間以内に得られましたが、バイオチャーの平衡に到達するのに必要な時間は12〜48時間でした。GACとバイオチャーの両方でのPFASS収着は、擬似秒次元モデルでよく表されていました。収着等温線の場合、PFAS収着能力は、次の順序で鎖の長さに依存していました：PFOS> PFOA> PFBS> PFBA。GACは、PFO（123.5 µmol G-1）とPFOA（86.2 µmol G-1）の両方で、バイオ炭よりも43％および39.6％大きかった高ラングミュア吸着能力を示しました。GAC（48.3 µmol G-1）のPFBSの最大収着能力は、PFBA（31.4 µmol G-1）の最大収着容量よりも高かったのに対し、バイオチャーでは逆の収着傾向が観察されました。収着メカニズムには、静電引力と疎水性相互作用の両方が含まれていました。PFASの収着は、pHの減少とともに増加しました。吸収プロセス中にPFASの競合収容は発生し、PFASの除去効率が低下しました。フーリエ変換赤外線（FTIR）分析は、吸着剤の表面にさまざまな官能基が存在することを示しました。一部のFTIR応答は収着後にシフトし、収着中の電子的相互作用を示しています。すべての結果は、吸着技術がPFASの汚染を制御するための実行可能な方法であり、GACとバイオチャーの両方が廃水からのPFASS除去のための効果的な吸着剤であることを示しています。

Perfluoroalkyl and polyfluoroalkyl substances (PFASs) have attracted increasing concerns owing to their potential ecotoxicological effects. The sorption of PFASs, i.e. perfluorooctanoic acid (PFOA), perfluorooctane sulfonic acid (PFOS), perfluorobutanoic acid (PFBA) and perfluorobutansulfonic acid (PFBS), by granular activated carbon (GAC) and softwood-derived biochar was studied. The sorption equilibrium of PFASs on GAC was obtained within 3-24 h, while the time required to reach equilibrium for biochar was 12-48 h. PFASs sorption on both GAC and biochar were well represented by the pseudo-second-order model. In the case of sorption isotherms, the PFAS sorption capacity was chain-length dependent with following order: PFOS > PFOA > PFBS > PFBA. GAC exhibited high maximum Langmuir sorption capacity for both PFOS (123.5 µmol g-1) and PFOA (86.2 µmol g-1), which were 43% and 39.6% greater than biochar. The maximum sorption capacity for PFBS on GAC (48.3 µmol g-1) was higher than that for PFBA (31.4 µmol g-1), while the opposite sorption trend was observed for biochar. The sorption mechanisms involved both electrostatic attraction and hydrophobic interaction. The sorption of PFASs increased with the decrease in pH. The competitive sorption of PFASs occurred during the sorption process, resulting in decreased PFASs removal efficiencies. The Fourier transform infrared (FTIR) analyses indicated the presence of a variety of functional groups on the surfaces of adsorbents. Some FTIR responses shifted after sorption, indicating electronic interactions during sorption. All the results indicate that adsorption technology is a feasible method to control the contamination of PFASs, and both GAC and biochar are effective adsorbents for PFASs removal from wastewater.